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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE

NÚCLEO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA – NPGQ

SEMINÁRIO DE INORGÂNICA AVANÇADA

HENRIQUE BARBOSA GONÇALVES

PROF. DR. ANTÔNIO REINALDO CESTARI

13 DE NOVEMBRO DE 2014

ARACAJU -SE

1

INTRODUÇÃO À SIMETRIA MOLECULAR

2

QUÍMICA INORGÂNICA AVANÇADA-UFS.

Fonte: XAVIER, 2013

FIGURA 1 SIMETRIA

INTRODUÇÃO A SIMETRIA MOLECULAR

ELEMENTOS DE SIMETRIA;

-n-ÉSIMO EIXO DE SIMETRIA

-PLANO DE REFLEXÃO

- CENTRO DE INVERSÃO

- n-ÉSIMO EIXO DE ROTAÇÃO IMPRÓPRIA

OPERAÇÕES DE SIMETRIA;

-IDENTIDADE-E

-ROTAÇÃO-Cn POR 2 /n

-REFLEXÃO-

- INVERSÃO-i

- ROTAÇÃO 2 /n SEGUIDA POR REFLEXÃO PERPENDICULAR AO

EIXO DE ROTAÇÃO -Sn

3


Fonte: www.revista catwalk.com..br.; D.F.SHIRIVER AND P.W.ATKINS.INORGANIC CHEMISTRY 3°edição, PÁG142, 1999.

FIGURA 2 SIMETRIA

INTRODUÇÃO A SIMETRIA MOLECULAR

OS GRUPOS PONTUAIS DAS MOLÉCULAS;

-FLUXOGRAMA DE IDENTIFICAÇÃO DE PONTOS

MOLECULARES

PRINCIPAIS APLICAÇÕES EM MOLÉCULAS POLARES E

QUIRAIS.

4


Fonte: desenlivre.wordpress.com

FIGURA 3 SIMETRIA

CONCEITOS

A SIMETRIA DERIVA DO CONCEITO GREGO COM/MEDIDA,

QUE É A RELAÇÃO ENTRE TODAS AS PARTES DE UMA

ESTRUTURA COM A ESTRUTURA INTEIRA.

A SIMETRIA AJUDA A DETERMINAR AS PROPRIEDADES

FÍSICAS DE UMA MOLÉCULA E INDICA COMO AS REAÇÕES

PODEM OCORRER.

O TRATAMENTO SISTEMÁTICO DE SIMETRIA É

DENOMINADO TEORIA DE GRUPO.

5


Fonte: CHAMBERS, 1743. FIGURA 4 SIMETRIA ;

CONCEITOS

OPERAÇÃO DE SIMETRIA É O MODO

COMO OCORRE A REORIENTAÇÃO

ESPACIAL DE UM OBJETO

(IDENTIDADE-E, ROTAÇÃO-Cn/Sn,

REFLEXÃO- E INVERSÃO-i).

ELEMENTO DE SIMETRIA SÃO

PONTOS, LINHAS (RETAS, EIXOS) OU

SUPERFÍCIES (PLANOS).

PONTOS DE SIMETRIA SÃO

OPERAÇÕES QUE DEIXAM NO MÍNIMO

UM PONTO DA MOLÉCULA IMÓVEL.

6


Fonte: www.isbu.ac.ukt

FIGURA 5 SIMETRIA DA ÁGUA

OPERAÇÃO IDENTIDADE “E”

MANTÉM A MOLÉCULA INTEIRA INALTERADA;

CADA MOLÉCULA TEM NO MÍNIMO ESTA OPERAÇÃO, E

ALGUMAS TÊM SOMENTE ESTA OPERAÇÃO.

7


Fonte: D.F.SHIRIVER AND P.W.ATKINS.INORGANIC CHEMISTRY 3°edição, PÁG142, 1999.

OPERAÇÃO IDENTIDADE “E”

8


Fonte: XAVIER, 2013

EIXO DE

ROTAÇÃO FIGURA 6 UMA ROTAÇÃO TRIGONAL

ESSE n REPRESENTA O NÚMERO DE ROTAÇÕES

POSSÍVEIS E CARACTERIZA UM RELAÇÃO DO TIPO 2 /n

Ex: C3 = 2 /3 ou 360/3=120.

9


Fonte: XAVIER, 2013

QUANTIDADE

DE ROTAÇÃO

POSSÍVEIS

QUANTIDADE

DE ROTAÇÃO

POSSÍVEIS

QUANTIDADE

DE ROTAÇÃO

POSSÍVEIS

n-ÉSIMO EIXO DE SIMETRIA-Cn

FIGURA 7 UMA ROTAÇÃO TRIGONAL COM DUAS ROTAÇÕES;

PLANO DE REFLEXÃO-

SÃO ENCONTRADOS QUANDO PLANOS IMAGINÁRIOS

INTERCEPTAM UMA DADA MOLÉCULA E CADA METADE

É A IMAGEM ESPECULAR DA OUTRA.

10


Fonte: XAVIER, 2013 FIGURA 8 PLANO DE REFLEXÃO;

PLANO DE REFLEXÃO-

11



PLANO DE REFLEXÃO-

12



ESTA PROJETA CADA ÁTOMO DA MOLÉCULA ATRAVÉS

DE UM PONTO IMAGINÁRIO (i) E, CASO A MOLÉCULA

RESULTANTE FOR INDISTINGUÍVEL DA MOLÉCULA

INICIAL ESTA POSSUI CENTRO DE INVERSÃO SEGUIDO

DE ROTAÇÃO.

13


Fonte: XAVIER, 2013

CENTRO DE INVERSÃO-i

CONSISTE EM EFETUAR UMA INVERSÃO E EM SEGUIDA

UMA ROTAÇÃO

14

CENTRO DE INVERSÃO-i


Fonte: D.F.SHIRIVER AND P.W.ATKINS.INORGANIC CHEMISTRY 3°edição, PÁG142, 1999.

FIGURA 11 CENTRO DE INVERSÃO

É UMA ROTAÇÃO DE SIMETRIA COMBINADA. CONSISTE EM

EFETUAR UMA ROTAÇÃO Cn E, EM SEGUIDA, UMA REFLEXÃO

PERPENDICULAR À ESTA ROTAÇÃO. TAMBÉM É CONHECIDA

DE ROTO-REFLEXÃO.

15


Fonte: XAVIER, 2013

N-ÉSIMO EIXO DE ROTAÇÃO IMPRÓPRIA-S

FIGURA 12 ROTAÇÃO IMPRÓPRIA

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ELEMENTO DE

SIMETRIA

OPERAÇÃO DE

SIMETRIA

SÍMBOLO

TODO O ESPAÇO IDENTIDADE E

n-ÉSIMO EIXO DE

SIMETRIA

ROTAÇÃO Cn

PLANO DE

REFLEXÃO

REFLEXÃO

CENTRO DE

INVERSÃO

INVERSÃO i

EIXO DE ROTAÇÃO

IMPRÓPRIA

ROTAÇÃO Sn

Tabela 1 operações de simetria e elementos de simetria

OS GRUPOS PONTUAIS DAS MOLÉCULAS

O TERMO GRUPO PONTUAL TRADUZ O FATO DE CADA

OPERAÇÃO DE SIMETRIA REALIZADA NÃO ALTERAR O CENTRO

DE GRAVIDADE DA MOLÉCULA. ESTE GRUPO É ENCONTRADO

COM BASE NA COLEÇÃO DE OPERAÇÕES DE SIMETRIA

POSSÍVEIS PARA UMA MOLÉCULA.

17


18

GRUPO DE

PONTOS

ELEMENTO DE

SIMETRIA

EXEMPLO

C1 E SiBrClFI

C2 E, C2 H2O2

CS E, NHF2

C2V E,C2, V, V H2O,SO2Cl2

C3V E,2C3,3 V NH3,PCl3,POCl3

C∞V E,C2,C∞,...∞ V CO,HCl,OCS

D2h E,C2,(X,Y,Z),

(XY,YX,ZX),i

N2O4,B2H6

D3h E,C3,3C2,3 V, h,S3 BF3,PCl5

D4h E,C4,C2,2C2’,2C2’’,i,

S4, h,2 V,2 d

XeF4

D∞h E,C∞,...,∞ V,i,S∞,...,∞C2 H2,CO2,C2H2

Td E,3C2,4C3,6 d,4S4 CH4,SiCl4

Oh E,6C2,4C3,4S6,3S4,i,3 h,

6 d

SF6


Tabela 2 A composição de alguns grupos comuns.

Lineares com

um centro de

simetria

Lineares

sem

centro de

simetria

Moléculas

tetraédricas

Para

moléculas

polares

Moléculas trigonais

planares/bipiramidal

trigonal

OS GRUPOS PONTUAIS DAS MOLÉCULAS

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C2v

D3h

EIXO DE

ROTAÇÃO

PLANO DE

REFLEXÃO

Td

FIGURA FLUXOGRAMA PARA IDENTIFICAR O GRUPO DE PONTOS MOLECULAR

C∞v

D∞h

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

EIXO DE

ROTAÇÃO

IMPRÓPRIA

APLICAÇÃO DA SIMETRIA EM MOLÉCULAS

POLARES E QUIRAIS

É IMPORTANTE PARA A CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS

ORBITAIS MOLECULARES

USA A TEORIA DE GRUPOS PARA PREDIZER SE A MOLÉCULA É

POLAR OU QUIRAL.

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Fonte: SHRIVER E ATKINS, 1999.

MOLÉCULAS POLARES

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MOLÉCULAS QUIRAIS

MOLÉCULAS QUIRAIS NÃO POSSUEM EIXOS DE ROTAÇÃO

IMPRÓPRIA (Sn), CENTRO DE INVERSÃO(i) E PLANOS

ESPECULARES ( ).

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REFERÊNCIAS

EPHRAIM CHAMBERS, Cyclopaedia, Or an Universal Dictionary of Arts

and Sciences... (1743), Symmetry, p.749s

VITRÚVIO,DE ARCHITECTURA Livro III.

SHRIVER & ATKINS. Química Inorgânica. 3 ed. bookman, 2003.

D.F.SHIRIVER AND P.W.ATKINS.INORGANIC CHEMISTRY 3/e,

PÁG148, 1999.

WWW.REVITACATWALK.COM.BR

DESENHELIVRE.WORDPRESS.COM

WWW1.ISB.AC.UK

FERNANDO XAVIER, SIMETRIA MOLECULAR E TEORIA DE

GRUPO, 2013.

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